DE2942987A1 - Einrichtung zur steuerung und verteilung elektrischer leistung in einem motorfahrzeug - Google Patents
Einrichtung zur steuerung und verteilung elektrischer leistung in einem motorfahrzeugInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. H. ¥£ickmann Di^l.-Phys.
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr. Ing. H. Liska
„. j m . t-- 8000 MÜNCHEN 86, DEN
Strada Torino 50
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Orbassano (Turin) möhlstrasse 22, rufnummer 9s3921/22
Italien
Einrichtung zur Steuerung und Verteilung elektrischer Leistung in einem Motorfahrzeug
030018/0954 ORIGINAL INSPECTED
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Motorfahrzeuge haben starke und schwache elektrische Stromverbraucher, die von der
Stromquelle des Fahrzeugs (Batterie, Dynamo oder Generator) abhängig von Steuerschaltern zu speisen sind.
Elektrische Systeme dieser Art enthalten allgemein eine Anzahl Speiseleitungen, die die verschiedenen Stromverbraucher
individuell mit der Stromquelle verbinden. Der Leitungsquerschnitt ist jeweils von der Leistung des angeschlossenen
Stromverbrauchers abhängig.
Die Speisung der Stromverbraucher über die Speiseleitungen wird durch Steuerschalter kontrolliert, die am Armaturenbrett
des Motorfahrzeugs vorgesehen sind.
Steuer- und Verteilsysteme dieser Art erfordern eine große Anzahl Speiseleitungen, von denen viele, insbesondere bei
Großfahrzeugen wie z.B. Omnibussen, eine beachtliche Länge haben. Diese Systeme sind deshalb kompliziert und
kostspielig, und ihr Einbau ist entsprechend zeitaufwendig und schwierig.
Um die Herstellungs- und Einbaukosten zu verringern, wurden bereits elektrische Steuer- und Verteilsysteme eingesetzt,
bei denen die Gesamtlänge der Speiseleitungen verringert ist. Bei diesen Systemen wird ein einziges starkes Speisekabel
von der Stromquelle zu jeder Gruppe elektrischer Stromverbraucher geführt, die nahe beieinander in einem
gemeinsamen Bereich des Motorfahrzeuges angeordnet sind. Die Beschaltung der verschiedenen Stromverbraucher mit
dem Speisekabel erfolgt über eine Anzahl dünner Steuerleitungen.
030018/0954
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Einrichtung anzugeben, die eine weitere Kostenverringerung bei der Herstellung
durch geringere Länge des starken Speisekabels ermöglicht und zu einer größeren Einfachheit beim Einbau,
verbunden mit größerer Zuverlässigkeit der Arbeitsweise, führt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Eine Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine beachtliche Verringerung an Leitungen, da die Steuerleitungen
und die ersten Speiseleitungen nur einen kleinen Querschnitt haben müssen, während die zweiten Speiseleitungen
mit großem Querschnitt allgemein relativ kurz sind. Es wird dur η die Einrichtung nicht nur eine wesentliche
Verringerung der Kosten erreicht, sondern auch des im Fahrzeug für die Installation beanspruchten Raums.
Die Einrichtung ermöglicht auch eine Vereinfachung und Zusammenfassung
von Steuerschaltern, die insgesamt gegenüber Masse schalten können, wodurch die Sicherheit des Fahrzeugs
erhöht wird.
Vorzugsweise ist als Prozessor ein Mikroprozessor vorgesehen, der mit zugeordneten logischen Schaltungen auf
Schaltungskarten entsprechend den jeweils zu erreichenden Funktionen zugeordnet sind. Eine solche Anordnung vereinfacht
nicht nur die Installation, Überprüfung und Wartung des Prozessors, sondern auch eine Änderung der
logischen Schaltungen zum Zweck der Variation der Eigenschaften der Einrichtung oder der Hinzufügung neuer Betriebsarten.
030018/095A
Eine Einrichtung nach der Erfindung wird im folenden anhand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Steuer- und Verteilersystems
und
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Einrichtung für ein Großfahrzeug.
Die im folgenden zu beschreibende Einrichtung dient zur Speisung verschiedener elektrischer Stromverbraucher 28
und 36 eines Motorfahrzeugs mit elektrischer Leistung, die einer Stromquelle 10 (Fig.1), beispielsweise einer
Batterie, einem Dynamo oder einem Generator, entnommen wird. Die Stromverbraucher sind in zwei Gruppen unterteilt,
nämlich in schwache Stromverbraucher 28 und starke Stromverbraucher 36. Die schwachen Stromverbraucher 28
sind beispielsweise Warnleuchten am Armaturenbrett (nicht dargestellt) und kleine Lampen zur Beleuchtung der Fahrtüberwachungsinstrumente.
Die starken Stromverbraucher 36 sind beispielsweise der elektrische Anlasser, die Scheinwerfer,
die Fahrtrichtungsanzeiger und die Bremsleuchten.
Der positive Pol der Stromquelle 19 ist über eine Speiseleitung 11 mit einer elektronischen Prozessoreinheit 12
verbunden.
Diese enthält einen Mikroprozessor mit zugeordneten logischen Schaltungen, die in an sich bekannter Weise auf mehreren
Schaltungsplatten angeordnet sind, wobei jede Schalungsplatte einer bestimmten Funktionsgruppe zugeordnet ist.
Diese Anordnung erleichtert die Überprüfung oder Reparatur der Prozessoreinheit 12 und ermöqlicht durch Auswechseln
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von Schaltungsplatten eine große Vielseitigkeit beim Betrieb der Prozessoreinheit 12.
Die elektronische Prozessoreinheit 12 ist bei 14 mit Masse verbunden und hat mehrere Eingänge, die über erste Steuerleitungen
16 mit einer Anzahl Einschalter 18 und Umschalter 20 verbunden sind. Die Schalter 18 und 20 sind bei 22 und
24 mit Masse verbunden und am Armaturenbrett des Motorfahrzeugs vorgesehen.
Die elektronische Prozessoreinheit 12 hat mehrere Ausgänge, von denen einige über erste Speiseleitungen 26 mit den
schwachen Stromverbrauchern 28 verbunden sind.
Die übrigen Ausgänge der elektronischen Prozessoreinheit 12 sind über zweite Steuerleitungen 30 mit den Eingängen
eines Verteilers 32 verbunden. Der Verteiler 32 ist über eine Speiseleitung 33 mit dem positiven Pol der Stromquelle
10 verbunden.
Der Verteiler 32 enthält mehrere Schaltervorrichtungen 34, die die einzelnen starken Stromverbraucher 36 wahlweise mit
der Stromquelle 10 über zweite Speiseleitungen 38 verbinden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schaltervorrichtung
34 jeweils ein Relais mit einer Erregerwicklung 40 und einem Schaltkontakt 42, der zwei festen Kontaktelementen
44 und 46 gegenübersteht. Das Kontaktelement 44 ist jeweils mit der Speiseleitung 38, das Kontaktelement 46
über eine Sicherung 48 mit der Speiseleitung 33 verbunden. Die Wicklung 40 ist zwischen das feste Kontaktelement 46 und
jeweils eine Steuerleitung 30 geschaltet.
Zur Einschaltung eines Stromverbrauchers 36 wird der entsprechende
Schalter 18 oder 20 betätigt, wodurch die Prozessoreinheit 12 die jeweilige zweite Steuerleitung bei 14
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mit Masse verbindet. Dadurch wird die jeweils zugeordnete Wicklung 40 eingeschaltet, wodurch die Kontakte 42, 44,
46 geschlossen werden und den jeweils ausgewählten Stromverbraucher 36 über eine Speiseleitung 38 einschalten.
Anstelle von Relais können als Schaltervorrichtungen 34 des Verteilers 32 auch an sich bekannte Schalttransistoren
verwendet werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß beim Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung die Prozessoreinheit
12 direkt die schwachen Stromverbraucher 28 über die Speiseleitungen 26 abhängig von der Betätigung der
Schalter 18 und 20 einschaltet. Zusätzlich steuert sie indirekt die Einschaltung der starken Stromverbraucher
36 abhängig von der Stellung der Schalter 18 und 20 durch Steuerung der Schaltervorrichtungen 34 über die zweiten
Steuerleitungen 30.
Die Installation des vorstehend beschriebenen Steuer- und Verteilsystems in einem Motorfahrzeug kann schnell und einfach
durchgeführt werden und wird weiter dadurch erleichtert, daß die ersten und zweiten Steuerleitungen 16 und 30 als
zwei flache, vorgefertigte Bandkabel mit an ihren Enden vorgesehenen Anschlußelementen ausgebildet sind. Die Einrichtung
ermöglicht Materialeinsparungen durch eine beachtliche Verringerung der Gesamtlänge starker Leitungen,
d.h. der Leitungen 11, 33 und 38. Dies kann zwar eine größere Länge der übrigen Leitungen 16, 26 und 30 bedingen,
jedoch haben diese einen wesentlich kleineren Querschnitt als die Kabel 11, 33 und 38. Die vorstehend beschriebene
Einrichtung führt somit zu einer Verringerung der Gesamtherstellungs- und Einbaukosten des elektrischen Steuer-
und Verteilsystems in einem Motorfahrzeug.
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ΛΟ
Die elektronische Prozessoreinheit 12 kann als in sich geschlossene
Einheit aufgebaut oder auch in das Armaturenbrett oder in den Verteiler 32 eingebaut sein.
Die Steuer- und Verteileinrichtung kann mehr als einen Verteiler 32 enthalten. Beispielsweise können zwei derartige
Einheiten 32 einerseits dem vorderen Teil,andererseits dem hinteren Teil des Fahrzeugs zugeordnet sein.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Einrichtung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, wird die Übertragung
von Steuersignalen von der elektronischen Prozessoreinheit 12 zu dem Verteiler 32 nach dem Multiplexprinzip vorgenommen,
wobei die Signale über eine einzige, vergleichsweise schwache Steuerleitung geführt werden, die zu einem Decodierer führt,
der in dem Verteiler 32 angeordnet und mit den Schaltervorrichtunc_n
34 verbunden ist.
In Fig. 2 ist schematisch eine mögliche Ausführungsform einer
Steuer- und Verteileinrichtung für ein Motorfahrzeug größerer Länge, beispielsweise für einen Omnibus mit Heckmotor, dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Prozessoreinheit 12 ein Teil des Armaturenbretts 50 des Fahrzeugs und über erste
Steuerleitungen 16 mit Schaltern und Steuerelementen verbunden, die an zwei Bedienungsfeldern 52 des Armaturenbretts
50 vorgesehen sind. Ferner ist sie mit einem Fahrtrichtungsanzeigerschalter 54 verbunden, der an der Lenksäule
des Motorfahrzeugs befestigt ist.
Die Prozessoreinheit 12 ist über eine Anzahl erster Speiseleitungen
26 mit den schwachen Stromverbrauchern verbunden,
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-XT-
die in diesem Ausführungsbeispiel Warnlampen 56, ein Instrumentmodul 58, ein Drehzahlmesser 60 und ein Tachograph
62 sind. Diese Einrichtungen sind am Armaturenbrett 50 befestigt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung sind ferner drei Verteiler 32a, 32b und 32c vorgesehen, die mit der Stromquelle
des Motorfahrzeugs über Kabel 33 und mit der Prozessoreinheit
12 über zweite Steuerleitungen 30 verbunden sind.
Die Verteiler 32a und 32b sind im vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet und über zweite Speiseleitungen 38 mit
mehreren starken Stromverbrauchern 36a, 36b verbunden, die jeweils im Fahrzeugraum und im vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie
angeordnet sind.
Der Verteiler 32c ist im hinteren Teil des Fahrzeugs vorgesehen und über die zweiten Speiseleitungen 38 mit mehreren
starken Stromverbrauchern 36c verbunden, die sich im hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie befinden. Dieser Verteiler
32c kann direkt von einer einzigen Stromquelle im hinteren Teil des Fahrzeugs gespeist werden, wodurch eine beachtliche
Verringerung der Länge der entsprechenden Speiseleitung gegenüber einer Anordnung möglich ist, wo die Speiseleitung
33 an eine Stromquelle im vorderen Teil des Motorfahrzeugs angeschlossen ist.
Die Verbindung zwischen der Prozessoreinheit 12 und jedem Verteiler 32a, 32b und 32c erfolgt über eine einzige Steuerleitung
30 mit geringem Querschnitt, die eine in dem jeweiligen Verteiler 32a, 32b, 32c vorgesehene Decodiereinheit
speist.
0300 1 8/0954
Claims (13)
- Patentansprücheι 1. Einrichtung zur Steuerung und Verteilung elektrischer Leistung in einem Motorfahrzeug mit starken und schwachen Stromverbrauchern, die aus einer elektrischen Stromquelle über Steuerschalter zu speisen sind, gekennzeichnet durch eine elektronische Prozessoreinheit (12), die von der Stromquelle (10) gespeist wird und über erste Steuerleitungen (16) mit den Steuerschaltern (18,20) sowie über erste Speiseleitungen (26) mit den schwachen Stromverbrauchern (28) verbunden ist, durch mindestens einen Verteiler (32), der mit der Stromquelle (10) und über mindestens eine weitere Steuerleitung (30) mit der elektronischen Prozessoreinheit (12) sowie über zweite Speiseleitungen (38) mit den starken Stromverbrauchern (36) verbunden ist und mehrere Schaltervorrichtungen (34) .-^thalt, deren jede zur Verbindung der Stromquelle (10) mit jeweils einem starken Stromverbraucher (36) über jeweils eine zweite Speiseleitung (38) betätigbar ist, und durch die Steuerung der Prozessoreinheit (12) über die Steuerschalter (18, 20) zur direkten Steuerung der schwachen Stromverbraucher (28) über die ersten Speiseleitungen (26) und zur indirekten Speisung der starken Stromverbraucher (36) über die Schaltervorrichtungen (34) und die zweiten Steuerleitungen (30) .
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Verteiler (32b) in dem ersten Verteiler (32a) entsprechender Schaltung vorgesehen ist, der weitere Schaltervorrichtungen zur Speisung weiterer starker Stromverbraucher (36) abhängig von der Steuerung durch die Prozessoreinheit (12) enthält.030018/0954 ORtGlNAL INSPECTED
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Prozessoreinheit (12) einen Mikroprozessor mit zugeordneten logischen Schaltungen enthält.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinheit (12) mehrere Schaltungsplatten enthält, die jeweils logische Schaltungen in Zuordnung zu jeweils einer Gruppe zu steuernder Funktionen tragen.
- 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Verteiler (32) Sicherungen (48) in den Stromkreisen der starken Stromverbraucher (36) enthält.
- 6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltervorrichtungen (34) des oder der Verteiler (32) Relais sind.
- 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltervorrichtungen (34) des oder der Verteiler (32) Leistungstransistoren sind.
- 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Prozessoreinheit (12) mit dem oder jedem Verteiler (32) über eine Anzahl zweiter Steuerleitungen (30) geringen Querschnitts verbunden ist, die in einem einzigen Kabel enthalten sind.
- 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Prozessoreinheit (12) mit dem oder jedem Verteiler (32) über eine zweite Steuerleitung (30) geringen Querschnitts verbunden0300 18/0954ist, die eine Decodiereinheit innerhalb des Verteilers (32) speist.
- 10. Motorfahrzeug, ausgerüstet mit einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Prozessoreinheit (12) einen Teil des Armaturenbretts (50) im Motorfahrzeug bildet.
- 11. Motorfahrzeug, ausgerüstet mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Prozessoreinheit (12) einen Teil des Verteilers (32) bildet.
- 12. Motorfahrzeug, ausgerüstet mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Prozessoreinheit (12) als selbstänc ge Einheit vorgesehen ist.
- 13. Motorfahrzeug, ausgerüstet mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie mit Heckmotor, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinterer Verteiler (32c) zur Steuerung starker Stromverbraucher (36c) im hinteren Teil des Motorfahrzeuges sowie zwei vordere Verteiler (32a, 32b) vorgesehen sind, von denen einer die starken Stromverbraucher (36a) im Fahrgastraum steuert.030 0 18/0954
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